Le débit de données et l'espace disponible pour les émetteurs-récepteurs constituent actuellement des obstacles à la réalisation des serveurs haute performance de demain. Les laboratoires Fujitsu ont réalisé des progrès significatifs dans les circuits intégrés et la structure des modules d'encapsulation, permettant des vitesses de transfert de 25 Gbit/s par canal pour la prochaine génération d'interconnexions – un pas de plus vers l'objectif de doubler les débits de transmission conventionnels.Cette technologie permet une communication de données à haut débit entre les processeurs d'un serveur, ainsi qu'entre ces processeurs et les périphériques. Elle représente une avancée significative vers les gains de performance dont nécessiteront les futurs supercalculateurs et serveurs haute performance.
Arrière-plan
Les progrès réalisés dans le traitement par processeur ont augmenté de façon exponentielle les capacités de gestion des données des serveurs.
Grâce aux progrès de la virtualisation, un seul processeur peut désormais gérer plusieurs processus. Le volume de données transitant par les processeurs ou entre les processeurs et les périphériques augmente de façon spectaculaire. Si les serveurs actuels utilisent des interconnexions optiques capables d'atteindre des débits de 10 Gbit/s par canal, les serveurs de demain devraient être encore plus rapides, avec des débits de 25 Gbit/s.
De plus, comme le montre la figure 1, les interconnexions optiques devraient également être utilisées non seulement pour communiquer des données entre serveurs, mais aussi entre tables au sein d'un même serveur, étant donné la difficulté d'atteindre des débits de données élevés par le biais de communications électriques.
Défis technologiques :
L’interconnexion d’un serveur nécessite un émetteur-récepteur optique pour convertir les signaux électriques en signaux optiques. Les émetteurs-récepteurs optiques actuels atteignent des débits de données compris entre 10 et 14 Gbit/s, ce qui constitue un frein à l’atteinte des débits souhaités de 25 Gbit/s.
De plus, leur encombrement important rend difficile leur placement à proximité d’un processeur ou d’autres périphériques. Ceci est problématique car le signal électrique circulant entre le périphérique et l’émetteur-récepteur optique subit des pertes et des interférences le long de la ligne de transmission, qui augmentent avec la longueur du circuit.
Il en résulte une dégradation de la qualité du signal et un ralentissement de l’augmentation du débit.
Émetteur-récepteur de conception nouvelle
: Afin de produire un émetteur-récepteur optique compact doté des interconnexions optiques nécessaires à la transmission de données à haut débit et à large bande passante au sein des serveurs, les laboratoires Fujitsu ont développé un convertisseur optoélectronique transformant les signaux électriques en signaux optiques à l'aide d'un dispositif optique. Plus précisément :
1. Technologie de circuit haute vitesse :
Les laboratoires Fujitsu ont pu augmenter les débits grâce à une technologie de circuit intégrée au sein des dispositifs optiques, générant des formes d'onde plus nettes lors des montées et descentes du signal optique. Ce résultat a été obtenu même avec des dispositifs optiques économiques présentant des temps de réponse insuffisants, grâce à la mise en œuvre d'une technologie de circuit supprimant les réflexions multiples qui dégradent la forme d'onde du signal. Il en résulte une augmentation des débits de données de 10-14 Gbit/s actuellement à 25 Gbit/s par canal.
2. Technologie de couplage optique compacte :
Classiquement, la transmission efficace d'un signal optique entre les convertisseurs optoélectroniques et la fibre optique nécessitait une unité de couplage optique. Celle-ci se composait d'une lentille et d'un connecteur optique (figure 3). Cependant, la lentille était volumineuse et coûteuse.
Ce nouveau dispositif repose sur un convertisseur optoélectronique doté d'un circuit imprimé flexible intégrant des composants optiques et des circuits intégrés, permettant ainsi la réalisation d'un émetteur-récepteur optique compact. Par ailleurs, les laboratoires Fujitsu ont également mis au point une lentille de type film performante, empilée sur la face inférieure du circuit imprimé flexible, résolvant ainsi les problèmes mentionnés précédemment.
